Оборотное водоснабжение

Содержание статьи

Что такое оборотное водоснабжение

Оборотное водоснабжение – это система обеспечения водой нужд производственного предприятия, при которой использованная вода после соответствующей подготовки подаётся повторно. Оборотное водоснабжение или водооборотный цикл представляет собой замкнутую систему, состоящую из различного технологического оборудования, соединённого трубопроводами.

Вода достаточно дорогой ресурс, её доставка на предприятие также требует определённых затрат. Поэтому для экономии средств предприятия имеет смысл использовать воду повторно. После использования и прохождение через оборудование вода, как правило, меняет свои свойства, может загрязняется продуктами производства. Сброс такой воды негативно влияет на окружающую среду, что в свою очередь может повлечь санкции со стороны контролирующих органов в области экологии.

Использование системы оборотного водоснабжения

Чаще всего вода используется как теплоноситель для нагрева или охлаждения оборудования. Также оборотное водоснабжение используется в гальванике, в горнодобывающей промышленности, ТЭЦ, в пищевом производстве и др.

Как указывалось выше, после прохождения воды через оборудование, она, как правило, загрязняется продуктами производства, поэтому перед повторным использование воду необходимо подготовить (произвести водоподготовку). В зависимости от характера загрязнений используют различные способы водоподготовки — отстаивание, фильтрация, добавление реагентов, охлаждение, продувка.

Фильтрация используется для очистки воды от механических загрязнений. Очень часто используется боковая фильтрация, когда фильтруется не весь поток воды, а его часть, при этом поддерживается допустимая концентрация примесей. В случае выхода из строя фильтра такая система позволяет какое-то время продолжать рабочий процесс, до замены фильтрующего элемента. Также для механической очистки воды применяются резервуары-отстойники.

Для очистки воды от растворённых примесей используется химическая очистка воды. Так, для декарбонизации жёсткой воды во избежание соляных отложений используют различные кислоты, для уменьшения коррозии трубопроводов и оборудования добавляют ингибиторы коррозии. Если вода подвергается аэрации и в ней содержится большое количество биологических веществ, то оборудование и трубопроводы могут быть подвержены биологическим обрастаниям. Для предотвращения этого воду хлорируют.

Также для снижения концентрации растворённых загрязнений применяют продувку. Продувка — это добавление в систему оборотного водоснабжения чистой воды. В зависимости от технологических процессов, например, при гальванике воду очищают выпариванием и осмосом.

Во время технологического процесса часть воды может теряться в результате испарений и капельного уноса; для компенсации этих потерь в схеме оборотного водоснабжения предусматривается подпитка.

Все перечисленные способы водоподготовки направлены на достижения воды нужного качества. Таким образом, система оборотного водоснабжения позволяет поддерживать длительное время состав циркулирующей воды.

Проектирование оборотных систем водоснабжения

В СНиП 2.04.02-84 присутствовал раздел 11 «Охлаждающие системы оборотного водоснабжения». В актуализированной редакции СП 31.13330.2012 данный раздел отсутствует.

Подскажите, на какую нормативную литературу можно сослаться при проектировании оборотных систем водоснабжения?

Второй абзац пункта 1 свода правил СП 31.13330.2012 «СНиП 2.04.02-84* Актуализированная редакция. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» гласит:

«При разработке проектов систем водоснабжения следует руководствоваться действующими на момент проектирования нормативно-правовыми и техническими документами».

Отмена СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», как документа по стандартизации, и замена его на свод правил СП 31.13330.2012, не означает, что этот документ не может быть использован в качестве технического документа для проектирования систем оборотного водоснабжения и их охлаждения (в части, не противоречащей действующим нормативно-правовым актам и документам по стандартизации), учитывая, что в СП 31.13330.2012 и других документах по стандартизации, требования по данному вопросу отсутствуют.

Кроме того, при проектировании целесообразно использовать и другие технические документы, например:

• Рекомендации для проектирования и эксплуатации охлаждающих систем оборотного водоснабжения производительностью до 1000 куб. м. в час с малогабаритными градирнями заводского изготовления», М., Изд-во ЗАО «ДАР/ НИИ ВОДГЕО», 2012 г.- 56 с.
• П 70.0010.021-91 «Пособие по проектированию систем оборотного водоснабжения с водоохладителями», 1991 г.
• «Промышленное водоснабжение» В.И.Аксёнов, Ю.А.Галкин, В.Н.Заслоновский, И.И. Ничкова, Екатеринбург: УрФУ, 2010, 221 с.
• Пономаренко В. С, Арефьев Ю. И. «Градирни промышленных и энергетических предприятий»: Справочное пособие/ Под общ. ред. В. С. Пономареико. — М.: Энергоатомиздат: 1998. — 376 с.
• «Выбор и оптимизация параметров систем оборотного водоснабжения». Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Комплексное использование водных ресурсов» СПбГАСУ; сост. Ю. А. Феофанов. — Спб., 2007 г.- 27 с.

Проектирование оборотного водоснабжения

Объект: . Офис

Площадь: . 42 м.кв

Необходимо было переоборудовать одну из квартир в нашем доме под офис ТСЖ. По рекомендациям было принято решение обратиться в Энерджи.

Объект: . Квартира

Площадь: . 58 м.кв

Я-мама трех дочек. С переездом в новую квартиру в Москве столкнулись с проблемой, как разместить троих детей в одной комнате и при этом.

Объект: . Дом

Площадь: . 680 м.кв

Моя детская мечта, обзавестись своим большим домом, и вот этот момент наступил! Мы с мужем начали думать над проектом, как все будет, что.

Объект: . Дом

Площадь: . 280 м.кв

С женой решили переехать и заняться строительством нового дома. Понадобилась помощь в проектировании инженерных систем. Долго искали.

Объект: . Квартира

Площадь: . 156 м.кв

Заказывала дизайн-проект проект, для квартиры с инженерными проектами в комплекте. Сама не хотела ничего подобного делать и вообще в этом.

Объект: . Дом

Площадь: . 64 м.кв

Давно с мужем мечтали о загородном доме. Купили участок с домом, но дизайн интерьера в нем нам совсем не нравился, мы решили сделать ремонт.

Объект: . Квартира

Площадь: . 68 м.кв

После приобретения квартиры столкнулись с необходимостью ремонта. По совету знакомых мы обратились в ENERGY-SYSTEM. В минимально сжатые.

Объект: . Дом

Площадь: . 98 м.кв

Срочно понадобился проект перепланировки загородного дома. Перебрала кучу компаний, но везде дорого, либо не успевают сделать в назначенный.

Объект: . Квартира

Площадь: . 64 м.кв

Родители на свадьбу подарили нам трехкомнатную квартиру. Но сама квартира была в таком ужасном состоянии, что я даже не знала с чего начать.

Объект: . Стоматология

Площадь: . 54 м.кв

Решила открыть частную стоматологию, о которой мечтала с детства. Взяла в аренду помещение, нужен был дизайн-проект, обратилась в Энерджи.

Статьи / Инженерные системы / Проектирование оборотного водоснабжения

Необходимость выполнения проектирования оборотного водоснабжения

Система оборотного водоснабжения представляет собой замкнутую сеть, которая дает возможность повторно применять сточные воды, которые прошли процесс предварительной очистки на предназначенных для этого очистных сооружениях. Сферой использования подобных систем преимущественно становятся промышленные предприятия, поскольку она позволяет полностью избежать проникновения сточных вод в сети канализации и в различные водные объекты. Это важно для успешного решения различных задач, прежде всего экологических и экономических. Нужно сказать, что в первую очередь это касается возможности снизить уровень расхода воды, причем в отдельных случаях весьма существенно, иногда до 90 процентов.

Кроме того, это позволяет сократить потери вместе со стоками полезных и ценных веществ, а также не платить за организацию водоотведения и не допустить превышения предельно допустимых показателей сточных вод.

Пример проекта водоснабжения и канализации предприятия

Создание такой системы предполагает выполнение процесса проектирования оборотного водоснабжения, позволяющего добиться высокой эффективности ее работы, надежности и безопасности. Основными факторами, обуславливающих внедрение систем оборотного водоснабжения, являются:

• водные объекты, их наличие, объемы и состав;
• коммуникации, предназначенные для выполнения процесса очистки сточных вод;
• стоимость использования водных ресурсов;
• химический состав отводимых вод и степень их воздействия на очистные сооружения.

Некоторые особенности в устройстве оборотного водоснабжения

Процесс проектирования различных объектов подчиняется определенным законам, которые обычно связаны со спецификой и особыми условиями их функционирования. В ходе выполнения проектирования объектов водоснабжения приходится решать множество различных вопросов, без которых невозможно будет добиться успешного решения поставленной изначально задачи. Это касается выбора необходимого оборудования для системы, его мощности, расположения элементов системы, обеспечения взаимодействия с прочими инженерно-коммуникационными сетями в том числе.

К основным параметрам, которые необходимо принимать во внимание при проектировании оборотного водоснабжения, следует отнести:

• проведение предварительного исследования технологических процессов на предприятии, имеющего целью изучение вопроса безболезненного снижения уровня водопотребления;
• сочетание систем оборотного водоснабжения с возможностью организации безотходного производства, в крайнем случае необходимо максимально снизить уровень отходов;
• разделение сточных вод по типу и концентрации грязных веществ, что подразумевает проведение очистки каждого типа стока;
• объединение систем оборотного водоснабжения со станциями подготовки воды к промышленному использованию, что предполагает значительное сокращение финансовых затрат на эксплуатацию системы водоснабжения.

Задачу создания систем оборотного водоснабжения не отнесешь к числу простых, особенно это касается производственной сферы, но существующие технологические решения позволяют это сделать, конечно, при обращении исключительно к высококлассным и квалифицированным специалистам.

Стоимость таких решений по созданию проекта водоснабжения предприятия достаточно высока, но это не является поводом для игнорирования возможностей организации таких систем. Составить себе примерное представление об уровне предстоящих экономических вложений и финансовых затрат можно, воспользовавшись этим калькулятором.

Проектирование систем оборотного водоснабжения

Проектирование систем оборотного водоснабжения

Схема оборотного водоснабжения с применением вентиляторной градирни приведена на рис. 1. При открытых вентилях 1, 2 к 3 и закрытых вентилях 5 и 6 вода из поддона градирни I забирается циркуляционным насосом III, про­ходит через конденсатор II, где нагревается с tвд1 до tвд2 и под остаточным напором направляется в градирню. Там тепло конденсации QK отдается воздуху, проходя­щему через градирню (большая часть – за счет испарения воды, а меньшая – вследствие разности температур между водой и воздухом). В результате тепло­обмена с разбрызгиваемой водой удельная энтальпия воздуха увеличивается с hв1 до hв2. Таким образом, уравнение теплового баланса имеет вид:

QK = GВД × (tвд2 – tвд1) × СВД × rВД = LГРАД × rВ × (hв2 – hв1),

где QK – тепло конденсации, кВт; GВД – количество циркулирующей воды, м3/с; tвд1 и tвд2 – температуры, соответственно, на выходе и входе из градирни (на входе и выходе в конденсатор), °С; СВД – удельная теплоемкость воды, кДж/кг; LГРАД – производительность вентилятора градирни, м3/с; rВД и rВ – плотности, соответственно, воды и воздуха, кг/м3; hв1 и hв2 – удельные энтальпии воздуха, соответственно, на входе и выходе из градирни, кДж/кг.

В данной формуле не учтено тепло, уносимое из градирни с испарившейся водой и мелкими каплями. Унос воды из градирни небольшой (3 – 10 % от количест­ва воды, циркулирующей в системе), однако в проекте сле­дует предусмотреть подпитку градирни от сети водопровода для компенсации этого уноса.

Рис. 1 – Схема оборотного водоснабжения с применением градирни:

I – градирня; II – конденсатор; III – центробежный насос; 1 – 8 – запорные вентили; 9 – манометр; 10 – расходомер; 11 – водорегулируемый вентиль

Присоединение к сети водоп­ровода и канализации предус­матривают также для заполне­ния и опорожнения оборотной системы, а в установках малой и средней производительности – для охлаждения конденсаторов водопроводной водой, в слу­чае если оборотная система выш­ла из строя. В последнем случае вентили 5 и 6 открыты, а вентили 1, 2, 3 закрыты. Вентили 4, 7 и 8 служат для спуска воды из системы.

Количество циркулирующей воды VВД определяют по формуле:

VВД = QK / (СВД × rВД × Dtвд) = QK / [4190 × (tвд2 – tвд1)], м3/с (1)

Охлаждение воды в вентиляторных градирнях обычно лежит в пределах Dtвд = 3.5 ¸ 4.5 °С.

При определении параметров воздуха и воды температуру воды на выходе из градирни tвд1 нельзя принимать произвольно. Она зависит прежде всего от со­вершенства конструкции градирни как теплообменного аппарата. Самая низкая температура воды tвд1, которую можно получить в градирне с бесконечно большой поверхностью теплообмена, равна температуре воздуха по мокрому термометру. Однако в реальной градирне поверхность не может быть развита бесконечно, поэтому вода охладится до температуры немного более высокой (на 3 – 4 °С), чем температура мокрого термометра.

Отношение действительного охлаждения воды к теоретически возможному называют коэффициентом эффективности градирни h:

h = (tвд2 – tвд1) / (tвд2 – tв1м)

Ориентировочные значения этого коэффициента для охладителей различного типа приведены в таблице 1.

Удельная тепловая нагрузка qF, кВт/м2

Удельная гидравлическая нагрузка 103нм3/(м2×с)